文档介绍：无机化学
14 氮族元素
Chapter 14 Nitrogen Family Elements
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基本内容和重点要求
氮族元素通性
氮及其化合物结构、性质和用途
磷及其化合物结构和性质
砷、锑、铋及其化合物
盐的热分解
重点要求掌握氮族元素通性,氮、磷及其化合物的结构和性质,了解砷、锑、铋及其化合物
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ⅤA族:N、P、As、Sb、Bi
N
P
A
s
Sb
Bi
价电子构型
ns2
np3
主要氧化数
-
3~
-
1,
-
3, +1,
-
3, +3,
+3, +5
+3, +5
+1~+5
+3, +5
+5
原子半径
r
小
大
I
1
(
影响
r
>
Z
)
大
小
X
(
影响
r
>
Z
)
大
小
EA
1
58
<
75
58
59
33
.
(E
-
E)
160
<
209
146
121?
—
N的EA1和BE的反常现象与O、F类似
(1)基本性质
氮族元素通性
氮族元素通性
从N Bi, +3 氧化态稳定性↑,+5 氧化态稳定性↓
∵价层的ns2, 这一电子对稳定性↑这称为惰性电子对效应
可见, +5氧化态的化合物会显示强氧化性。
(2)氮的成键特征
形成离子键
与电负性较小的金属形成二元氮化物,如Li3N, Ca3N2等,形成N-3离子。不稳定,遇水分解
形成共价键
形成三个共价单键,如NH3 ,N为sp3杂化
形成一个共价双键和一个共价单键,如–N=O, N为sp2杂化
形成一个共价叁键,¯, N为sp杂化
N原子还可以有氧化数为+5的氧化态,如 NO3¯
形成配位键
N提供孤对电子,与金属离子配位
如,[Cu(NH3)4]2+、[Pt(NH3)2(N2H4)2]2+
(3)氮元素的氧化态-吉布斯自由能图
氮族元素通性
氮及其化合物
一、氮在自然界中的分布和单质氮
物理性质
绝大部分的氮元素以单质状态存于空气中(N2气)。

临界温度:126K
分子结构
N
p
:
N
:
VB
N
2
s
2
2
p
x
1
2p
y
1
2p
z
1
s
p
p
2s
2
2
p
x
1
2p
y
1
2p
z
1
即
:
≡
1s
+ 2
|
N
L
i~N
:
E
2 p
杴
E
2s
< 15eV
,较小,
2
s
与
2
p
线性组合成分子轨道,使
L
i
2
~ N
2
:
E (
s
2
px
)
>
E
(
p
2p
)
N
2
分子轨道式:
N
2
[
KK
(
s
2
s
)
2
(
s
2
s
*
)
2
(
p
2py
,
p
2pz
)
4
, (
s
2
px
)
2
]
键级
=
(
8
-
2
)
/ 2 = 3
对比
:
O
2
、
F
2
、
N
e
2
:
E
(
s
2
px
) <
E
(
p
2p
)
MO
化学性质
N2是最稳定的双原子分子,室温下不活泼,常用作保护气体
高温高压及催化剂存在下,N2可发生一些反应
N2 + O2 2NO
放电
N2 + 3H2 2NH3
高温高压
催化剂
氮及其化合物
+ N2
Mg
Ca
Ba
Al
Mg3N2
Ca3N2
Ba3N2
AlN
制法
NH4NO2 N2 + 2H2O
NH4Cl + NaNO2 NaCl + 2H2O + N2
2NH3 + 3CuO 3Cu+ 3H2O + N2
氮及其化合物
氮及其化合物
二、氮的氢化物
NH3
N2H4
HN3
NH2OH
氨
联氨
叠氮酸
羟胺
(1) NH3
氨的制备
N2 + 3H2
2NH3
高温高压
催化剂
工业
实验室
2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2H2O + 2NH3
氨分子结构
N采取sp3杂化
氨分子结构模型
氮及其化合物
氨的物理性质
无色: 刺激味气体, 液氨可做制冷剂、溶剂
易溶于水
凝固点、沸点、熔解热、溶解度均高于本族其它元素的氢化物
NH3特点:
强极性、
易形成氢键、
具最低氧化数、
有孤对电子